贵州灿烂蓝莓种植气候适宜度区划

杨世琼，谭 文，张 波，左 晋*，梁 平

(1.贵州省山地气候环境研究所，贵州 贵阳 550002； 2.黔东南州气象局，贵州 凯里 556000)

0 引言

【研究意义】蓝莓(Vacciniumssp.)是杜鹃花科越橘亚科越橘属多年生果树，落叶或常绿性灌木，其风味独特、营养丰富，被联合国粮农组织和世界卫生组织列为“人类五大健康食品之一”和“最佳营养价值水果”[1]。贵州于20世纪90年代末开始引种蓝莓，是西南乃至全国最早大规模开展蓝莓引种驯化和应用栽培的地区，2020年蓝莓种植面积达1 500 hm2，位居全国第一，其经济效益显著，为贵州推进乡村振兴、加快农业农村现代化树立了典范。蓝莓只有在适宜的气候和酸性土壤中才能正常生长。贵州属亚热带湿润季风气候，地貌主要包括高原山地、丘陵和盆地3种类型，具有良好的生态资源、类型多样的气候环境和充足的劳动力等优势，适宜大多数蓝莓品种栽种。蓝莓对气候敏感，对霜冻、高温、强对流等气象灾害防御不当或措施不力，均会导致蓝莓品质下降甚至大幅减产[2]。研究气象条件对蓝莓生长的影响，可实现其种植气候趋利避害和扩大优质区栽培，从而提高蓝莓产业经济效益。【前人研究进展】当前关于蓝莓的研究多集中于品种选育[3-4]、引种试验[5-6]、品质比较[7-8]、栽培技术[9-10]和病虫害机理[11-12]等方面。章竹青等[13]对长沙引种的多个蓝莓品种进行气候适应性分析，评估了蓝莓气象灾害风险；薄万福等[14]分析了长白山地区气象条件对蓝莓生长及产量的影响；梁平等[15]通过气象数据与蓝莓物候期观测资料，分析得到蓝莓萌芽期气象指标；侯忠新等[16]分析青岛市的蓝莓气候条件和生态因子，构建了蓝莓气候品质论证模型；张帅等[17]对蓝莓的生态气候因子进行筛选，并对贵州蓝莓进行生态适宜性区划；莫建国等[18]分析了兔眼蓝莓品质与不同生育期气象条件的关系。【研究切入点】蓝莓引种栽培历史悠久，通过野生选种和杂交等手段，现已选育出300多个优良品种。贵州种植的蓝莓品种主要有灿烂、粉蓝、蓝美1号、莱克西、珠宝和绿宝石，种植面积最大的是晚熟兔眼品种灿烂。目前，有关贵州某一蓝莓品种的气象条件对其品质影响的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】选取蓝莓品种灿烂为研究对象，测定贵州6个不同气候特征主产区的灿烂蓝莓外观品质和营养品质指标，分析影响灿烂蓝莓品质和产量的主要气候因子，采用GIS技术对灿烂蓝莓种植气候适宜度进行区划，以期为逐渐削减或取消非优质区蓝莓面积、扩大优质区栽培范围和提高蓝莓产质量提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 资料来源

试验数据来源于贵州省蓝莓多年物候期观测资料、发育与分布状况调查资料、品质化验数据、地理信息DEM数据及气象数据等。其中，气象数据包括1990—2019年84个国家气象观测站常规气象数据、6个蓝莓采样点的乡镇自动站逐日最高气温、最低气温、平均气温和日照时数等。

1.2 样品采集与分析

1.2.1 采样点布设与样品采集 2020年7—8月在贵州省根据不同气候特征选择蓝莓品种相同、树龄相近且均为成熟果林的6个蓝莓主产区(图1)，按照蓝莓园的东、南、西、北4个方位，对大小一致、采摘进度一致的蓝莓果树进行取样。随机选取100颗蓝莓鲜果，用游标卡尺测量果实横径、纵径，记录是否裂果，用天平称取百粒重。样品用密封袋承装、标号、冷藏存放并送检。

图1 贵州省6个蓝莓主产区分布

随机选择10株蓝莓树体定株，并记录逐批采摘的蓝莓重量，计算单株产量。

1.2.2 指标测定 检测指标包括果实水分、花色苷含量、维C含量、总氨基酸含量、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比、总酚和可溶性固形物。采用烘干称重法测定果实水分；分光光度法测定花色苷和总氨基酸；液相色谱法测定维生素C；硫酸-苯酚法测定可溶性糖；酸碱滴定法测定可滴定酸；福林酚-碳酸钠显色法测定总酚；折光仪法测定可溶性固形物。计算糖酸比、果型指数和单果重。

糖酸比=可溶性糖/可滴定酸

果型指数=纵径/横径

单果重=百粒重/100粒

1.3 区划模型

利用GIS技术，建立各气候分区指标与地理地形因子(经度、纬度、海拔高度)关系模型。根据模型在GIS平台进行地理信息插值推算，将各指标的气象站点数据演变为单因子面状格网数据，将萌动期至成熟期≥10℃积温、萌动期至成熟期气温日较差、休眠期≤7.2℃小时数在GIS平台进行叠加处理，获得贵州省灿烂蓝莓种植气候适宜性区划图。

萌动期至成熟期≥10℃积温=20 345.39-129.81λ-94.12φ-0.97H

萌动期至成熟期气温日较差=37.664-0.26λ-0.04φ-0.001H

休眠期≤7.2℃小时数=-23 968.81+190.67λ+133.37φ+0.95H

式中，λ为经度，φ为纬度，H为海拔高度。

1.4 数据统计与分析

采用Excel 2019、SPSS 25.0和Arc map 10.3对试验数据进行统计分析与绘图。

2 结果与分析

2.1 不同产地灿烂蓝莓的品质差异

从表1看出，蓝莓纵径为10.72～12.22 mm，横径为12.38～15.17 mm，各产地间差异显著；单果重为1.15～1.70 g，其中，凯里、花溪的蓝莓单果重显著重于其他采样点，荔波、兴仁的偏轻；蓝莓果形指数为0.80～0.87，果形呈圆形或球形。结合表2可知，凯里蓝莓的果实大，水分、可滴定酸和可溶性固形物含量高，风味偏酸；花溪蓝莓的果实大，Vc和总酚含量高，风味偏酸甜；汇川蓝莓的果实大小适中，总氨基酸、Vc和可溶性固形物含量高，风味偏酸；丹寨蓝莓的果实大小适中，可溶性糖和水分含量高，风味偏甜；兴仁蓝莓的果实偏小，风味偏酸；荔波蓝莓的果实偏小，花色苷、可溶性糖、总酚和可溶性固形物含量高，风味偏甜。

表1 贵州不同产地灿烂蓝莓的外观品质

表2 贵州不同产地灿烂蓝莓的营养成分

2.2 灿烂蓝莓品质指标与气象因子的相关性

由表3可知，气温日较差与蓝莓的可溶性糖、糖酸比和纵径呈显著正相关；日照时数与水分含量呈极显著负相关，与Vc含量呈显著负相关；休眠期需冷量(≤7.2℃小时数)与水分含量、Vc含量、纵径和单果重呈显著正相关；活动积温与横径和单果重呈显著正相关，与Vc含量呈极显著负相关。萌动期至成熟期的平均气温、气温日较差、日照时数和活动积温均与蓝莓单株产量呈正相关，相关系数分别为0.32、0.22、0.80和0.77；降水量、休眠期需冷量与蓝莓单株产量呈负相关，相关系数分别为―0.45和―0.51。气温日较差和活动积温与蓝莓单株产量呈显著正相关，表明，在蓝莓萌动期至成熟期适当提高日照时数和活动积温，有利于提高蓝莓的果实品质和产量。

表3 灿烂蓝莓品质指标与气象因子的相关系数

2.3 气候区划指标确定

2.3.1 指标选取 根据蓝莓品质与关键气象因子的数理统计分析，最终筛选出萌动期至成熟期(3月上旬至8月上旬)的活动积温(≥10℃)、气温日较差和休眠期需冷量(≤7.2℃小时数)作为划分蓝莓气候适宜度的主要指标。

2.3.2 指标阈值 贵州省蓝莓气候适宜度区划指标阈值确定为3个等级，即最适宜、适宜和次适宜(表4)。8灿烂蓝莓最适宜生长区气候特征：萌动期至成熟期活动积温为2 800～3 199 ℃·d，气温日较差为6.5～7.5℃，休眠期需冷量为500～800 h；适宜生长区气候特征：萌动期至成熟期活动积温为3 200～3 500 ℃·d或2 200～2 799 ℃·d，气温日较差大于7.5℃，休眠期需冷量为800～1 100 h；次适宜生长区气候特征：萌动期至成熟期活动积温为大于3 500 ℃·d或小于2 200℃·d，气温日较差小于6.5℃，休眠期需冷量为大于1 100 h或小于500 h。

表4 贵州灿烂蓝莓气候适宜度区划指标阈值

2.4 适宜度分区

从图2看出，贵州灿烂蓝莓种植气候适宜度划分为最适宜区、适宜区和次适宜区。最适宜区主要包括黔东南州、遵义市、铜仁市、黔南州、贵阳和安顺的部分地区，该区域气候温和、雨热同季、冬季≤7.2℃低温持续时间较长，春季升温快，利于提高蓝莓的品质和产量。但在果实膨大至成熟期，全省中部以北、以东地区天气多降水，日照少，易造成裂果，不利于果实营养成分的累积，可搭建避雨设施，减轻降水多带来的影响。适宜区主要包括六盘水、黔西南州、安顺和贵阳等地区，该区域气候温和湿润、春季雨水较多，能保证灿烂蓝莓的生长需要。但倒春寒和冬春连旱灾害发生频繁，水分条件较差，应安装灌溉设施，如遇干旱可平稳供水，减少落花落果和提高坐果率。且西部和中部适宜区是冰雹灾害的高发区，要提前做好防范准备。次适宜区主要分布在西北部地区及其他低热河谷地区，西北部地区温度较低，达生育期所需的积温时间较长，且春季回温较晚，降水相对较少。黔南州南部及赤水的河谷地区热量条件虽好，但气温低于7.2℃的时间较短，未达到蓝莓的休眠期需冷量，从而不利于蓝莓花芽的分化生长。

图2 贵州灿烂蓝莓种植气候适宜度区划

3 讨论

气候条件是决定作物种植区域及产量品质的重要因素。气候与地形条件密切相关，贵州山区立体气候明显，合理开发和利用气候资源是提高水果产量、品质和经济效益的重要前提[19]。需冷量是指打破落叶果树自然休眠所需的有效低温时数，若需冷量不足则会发生不开花、开花延迟、开花不整齐、落花、落果及果实畸形等现象[20]。过冷过暖都会影响蓝莓越冬，低温凝冻影响越冬，暖冬影响休眠。一般作物在≥10℃的情况下才活跃生长，故把日平均气温≥10℃持续期内日平均气温累加得到的气温总和叫活动温度，是表征某地热量状况、作物生长对热量要求的主要指标。萌动期至成熟期活动积温升高有利于蓝莓果实重量的增加和营养物质的累积；而气温日较差越大，越利于蓝莓的营养成分积累，尤其是影响蓝莓鲜果口感的糖酸比；休眠期冷积温高的地方果实重量更大，但休眠期冷积温过高，说明春季回温慢，温度低，不利于蓝莓的生长发育。

贵州省大部地区热量条件适宜，夏季无持续高温天气，利于蓝莓萌芽开花和果实膨大成熟；除南部边缘和赤水低热河谷地带外，全省大部分地区气温日较差适宜蓝莓糖分等营养物质的积累，均满足蓝莓休眠期需冷量累积。贵州省年降水量总体较多，降水分布具有明显季节性，时空分布不均，各地日照时数在蓝莓萌芽期至成熟期逐月递增，基本能满足蓝莓的生长需求，与张帅等[17]的研究结果基本一致。

低温冻害、冰雹和持续阴雨寡照天气是蓝莓全生育期的主要气象灾害。萌动期低温冻害高风险区主要发生在贵州西部边缘高海拔地区及中部的部分地区，需及时做好春季冻害防范措施。贵州是冰雹灾害较为严重省份之一，尤其是中西部地区，地形复杂，天气多变，冰雹多，受害重，需关注临近期天气预报，在蓝莓园区增设炮点，加盖防雹网，降低受灾损失。果实成熟期，贵州阴雨寡照天气较多，由冬北向西南依次递增，空气湿度过大，易造成裂果，不利于果实品质的形成和采收工作的开展，若降雨过多，会造成落果，引发果蝇等虫害的发生，可搭建避雨设施，减轻降水多带来的影响，采收期需关注临近期天气预报，及时采收成熟果实。

依据蓝莓常年生产情况，结合蓝莓品质与关键气象因子的数理统计分析及专家意见[13-18]，筛选并确定蓝莓气候适宜性指标，完成贵州灿烂蓝莓种植气候适宜性区划，将全省划分为最适宜区、适宜区和次适宜区3个等级。区划结果为贵州省蓝莓产业发展、合理扩大优质区栽培区域提供理论支撑，但还需对其进一步验证，且贵州不同区域小气候差异明显，特别是冬春季常见有持续阴雨天气和凝冻的地区，新建果园的选址上仍需慎重。

4 结论

贵州是我国西南地区蓝莓的主要产区，综合考虑影响蓝莓品质和产量形成较为关键的气候因子，选取萌动期至成熟期(3月上旬至8月上旬)的活动积温(≥10℃)、气温日较差和休眠期需冷量(≤7.2℃小时数)作为划分蓝莓气候适宜度的主要指标，每个指标分3级，对应最适宜、适宜和次适宜；各主导因子的适宜范围为≥10℃积温2 200～3 500 ℃·d、气温日较差>7.5℃、≤7.2℃小时数为800～1 100 h。采用GIS技术对贵州蓝莓种植气候适宜性进行区划，最适宜区位于贵州省东南部、中部及遵义市南部等地；适宜区位于西南部、中部等地；次适宜区位于西北部及低热河谷等地。